C’est quoi la bioluminescence ?
La bioluminescence, c’est la production et l’émission de lumière par un organisme vivant. Cette lumière provient d’une réaction chimique de l’organisme qui transforme l’énergie chimique en énergie lumineuse. Ce phénomène est observé notamment auprès des organismes marins. Le phytoplancton, le krill ou certains poissons produisent cette lumière bleue ou verte dans les mers et les océans. De même que les lucioles, sur Terre.
On estime que 76% des organismes pélagiques (c’est-à-dire les poissons, crustacés et planctons qui vivent sous la surface de la mer) produisent de la bioluminescence. Du point de vue de la transition écologique, le phénomène de bioluminescence est intéressant à plusieurs niveaux car il pourrait permettre de repenser l’éclairage public, qui est un gouffre de consommation électrique et qui engendre une pollution lumineuse artificielle néfaste en milieu urbain.
Parce que la bioluminescence est moins énergivore et bien plus douce et naturelle pour les écosystèmes, elle pourrait être source d’innovations intéressantes pour les villes de demain.
Pour découvrir tous nos articles sur l’urbanisme de demain, c’est par ici
Pour aller plus loin
Le phénomène de bioluminescence est une réaction chimique entre une protéine substrat, qu’on appelle la luciférine, et une enzyme, la luciférase. Lorsque la luciférine et la luciférase se rencontrent, elles s’associent pour former un ensemble. Cet ensemble permet l’oxydation de la luciférine. Cette oxydation fait passer la luciférine d’un état stable à un état électroniquement excité et instable. Et une fois l’oxydation terminée, la luciférine retourne à son état stable. C’est à ce moment qu’elle émet un photon qui produit de la lumière. Et la magie s’opère alors.
Cette luminescence est réalisée par un grand nombre d’espèces vivantes. C’est le cas des vers luisants, les plus connus avec le plancton, mais aussi de quelques champignons. Dans une certaine mesure, l’humain produit également de la bioluminescence. Mais à un niveau si faible qu’elle est cependant invisible. Généralement, la luminescence est d’ailleurs une lumière sans chaleur. C’est ce qu’on appelle une lumière froide. D’où sa couleur verte et bleue.
Cependant, la bioluminescence ne doit pas être confondue avec la fluorescence ou la phosphorescence. En effet, ces procédés ne fonctionnent pas de la même manière. Les molécules fluorescentes ne produisent pas de lumière par exemple. Elles se contentent d’absorber des photons sur une durée limitée.
Quel est le rôle de cette réaction chimique pour les animaux ? Les scientifiques qui se sont penchés sur ce phénomène proposent différentes hypothèses. La bioluminescence pourrait ainsi être une solution de communication entre animaux. Elle peut également être utilisée comme une sorte de camouflage (l’animal émet une lumière qui ressemble aux reflets de la lumière à la surface de l’eau). Il se peut aussi qu’il s’agisse de mécanismes de répulsion (pour les prédateurs) ou d’attraction (pour les proies et/ou les partenaires).
La bioluminescence : une solution pour les villes durables ?
L’urbanisation croissante de nos territoires ne peut s’opérer sans un changement de paradigme important sur la question de l’éclairage. Il faut savoir que la consommation annuelle d’énergie liée à l’éclairage en France est de 56 TWh, soit 12% de la consommation électrique du pays.
Dans le monde, ce chiffre monte à 19 % de la consommation électrique. L’éclairage public en France représente ainsi 9 millions de points lumineux, pour une consommation de 7 TWh, soit près de la moitié de la consommation d’électricité des collectivités. Et donc également de leurs factures ! Enfin, d’après le site planetoscope.com, l’éclairage public en France émet l’équivalent de 670 millions de kilos de CO2 par an. Avec des coûts de maintenance qui explosent, dûs entre autres à un réseau vieillissant.
À ce titre, les villes de demain vont devoir réguler le problème que représente l’éclairage public. En France, par exemple, la quantité de lumière émise par le seul éclairage public a augmenté de 94% en 20 ans. Il existe plusieurs solutions à cela : la mise en place de LED pour remplacer les ampoules classiques, mais aussi la mise en place d’un éclairage intelligent et, parfois, alimenté directement par des énergies renouvelables. Ces actions permettent ainsi de réduire la consommation d’électricité, ce qui est un impératif pour le climat.
Mais l’éclairage des villes, c’est aussi une question importante pour préserver la biodiversité. Et la bioluminescence pourrait jouer un rôle intéressant sur ce sujet.
Préserver la biodiversité avec un éclairage naturel
La pollution lumineuse de nos villes constitue également un réel problème, à la fois de santé pour les humains, mais surtout un problème environnemental. Car l’éclairage artificiel – en particulier public – engendre des impacts néfastes sur la biodiversité en perturbant, par exemple, les cycles de reproduction de certains animaux ou les migrations des oiseaux.
La bioluminescence pourrait répondre à cette problématique en proposant un éclairage plus doux et plus naturel. À l’heure actuelle, la solution est encore balbutiante d’un point de vue de la maitrise de la technologie, mais des entreprises se sont malgré tout lancé dans cette voie. C’est notamment le cas de l’entreprise Glowee qui utilise la bioluminescence pour produire des éclairages doux et naturels.
La start-up utilise pour ce faire un gène emprunté à une espèce de calamar. Ce gène responsable de la bioluminescence est intégré ensuite à des bactéries (de type E.Coli). Et grâce à l’apport d’un sucre particulier, ces bactéries produisent une lumière douce et bleue jusqu’à épuisement du milieu. Demain, la bioluminescence pourrait donc être une solution naturelle pour éclairer nos maisons ou nos villes.
